TWI511813B - Slide the nozzle device - Google Patents

Description

滑動噴嘴裝置

本發明係關於用來控制鋼水流量的滑動噴嘴裝置。

滑動噴嘴裝置，係安裝在例如澆桶的排出口部，在將具有噴嘴孔之上下兩片耐火物製造的板件予以重疊並賦予面壓力的狀態下，使該下板件相對於上板件直線地滑動而改變噴嘴孔的開度，藉此來控制鋼水的流量。

如上述的滑動噴嘴裝置，一般係具有：保持上板件的固定金屬框；和保持下板件並為了使該下板件相對於上板件滑動而直線地滑動的滑動金屬框；和可滑動地保持滑動金屬框的開閉金屬框；和用以對上下板件之間賦予面壓力的彈性體；及用來驅動滑動金屬框的驅動裝置。在此構造中，滑動金屬框係在高壓下接觸開閉金屬框的狀態來滑動，故開閉金屬框與滑動構件接觸。

如上述般，上下的板件係在被施加有面壓力的狀態下相對地滑動，而且是在高溫下使用。且，板件在鑄造中，噴嘴孔的內周面會直接與鋼水接觸而成為比周圍 還要高溫，使噴嘴孔周圍膨脹。在該膨脹之中，噴嘴孔的中心軸方向(鋼水流動方向)的膨脹，被認為是引起板件損傷的原因。亦即，藉由噴嘴孔之中心軸方向的膨脹，而使上下板件的噴嘴孔週邊部接觸，會讓板件彼此朝反方向彎曲，且面壓力會集中於噴嘴孔周圍，在此狀態下為了控制流量而改變噴嘴孔的開度使板件頻繁地滑動，被認為會產生有噴嘴孔周圍的缺口或最重要面的表面粗糙等損傷。

為了防止該損傷，於專利文獻1中提案有在板件的噴嘴孔周圍設置凹部。但是，如專利文獻1般設置凹部的話，因板件預熱不充分的情況等使用條件的變動，會有鋼水從噴嘴孔周圍漏出的風險。

另一方面，滑動噴嘴裝置中，作為與上述滑動金屬框的滑動接觸方式，已知有使金屬製的襯套彼此滑動接觸的襯套方式、以及利用輥來滑動接觸的輥方式。

專利文獻2為上述之襯套方式的一例，係在滑動金屬框(框體)的下面配置有開閉金屬框(遮罩外殼)，且分別在滑動金屬框及開閉金屬框設有朝滑動金屬框之滑動方向延伸之兩根金屬製的襯套來作為滑動構件。亦即，此方式中，係使設在滑動金屬框之滑動方向中心線兩側的兩根襯套與開閉金屬框側的各襯套滑動接觸。但是，在此方式中，滑動金屬框側的襯套與開閉金屬框側的襯套係遍及滑動金屬框之滑動範圍的全長來滑動接觸，故無法將如上述般之板件噴嘴孔周圍朝噴嘴孔之中心軸方向膨脹時的膨脹予以吸收，而產生噴嘴孔周圍的缺口或最重 要面的粗糙等損傷。

專利文獻3為上述之輥方式的一例，揭示有在滑動金屬框(滑動外殼)各自設置一邊兩個的輥作為滑動構件，並將開閉金屬框(面壓力施加構件)作為軌道，而使滑動金屬框滑動的方式。此方式主要係藉由使用輥來減輕摩擦抵抗並使驅動系統變緊密為目的。但是，在此方式中，來自開閉金屬框(面壓力施加構件)的壓力會僅由四個輥來承受，故長期使用下來將會因輥的磨耗和輥軸的歪曲而無法確保滑動面的平行度，容易在板件面間產生縫隙。其結果，有著增加板件之磨耗或損傷的問題。

如上述般，在滑動噴嘴裝置中，板件係在高溫高壓下滑動接觸，於是在所使用的板件上，有著因上述熱膨脹或裝置的歪曲而產生表面粗糙或噴嘴孔缺口等損傷的問題。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開平11-57989號公報

[專利文獻2]日本特開昭61-189867號公報

[專利文獻3]日本特開2006-136912號公報

本發明所欲解決之課題，為提供一種滑動噴 嘴裝置，其可減輕所使用之板件的表面粗糙或噴嘴孔周圍的缺口等之損傷。

根據本發明，提供有以下(1)~(6)的滑動噴嘴裝置。

(1)一種滑動噴嘴裝置，係具備：固定金屬框，其保持具有噴嘴孔的上板件；滑動金屬框，其保持具有與前述噴嘴孔同直徑之噴嘴孔的下板件，且為了使該下板件對前述上板件滑動而直線地滑動；彈性體，其用以對前述上板件及前述下板件之間賦予面壓力；開閉金屬框，其安裝於前述固定金屬框，且可滑動地保持前述滑動金屬框；及滑動金屬框的驅動裝置，前述滑動金屬框及前述開閉金屬框係各自具有滑動構件，且該滑動構件在前述滑動金屬框的滑動方向中心線上配置成對稱，並與滑動方向平行，前述各自之滑動構件的滑動接觸面彼此滑動接觸的滑動噴嘴裝置，前述開閉金屬框之滑動構件的滑動接觸面，係以通過前述上板件之噴嘴孔的中心軸且垂直於前述滑動方向的面作為中心，於前述滑動方向的前後分別分離噴嘴孔徑以上的長度而設置，並使該前後的滑動接觸面之間作為凹部。

(2)如(1)所記載之滑動噴嘴裝置，其中，前述滑動金屬框之滑動構件的滑動接觸面，係以通過前述下板件之最重要面的中心且垂直於前述滑動方向的面 作為中心，且分離最重要面之長度以上的長度而設置，並使該前後的滑動接觸面之間作為凹部。

(3)如(1)或(2)所記載之滑動噴嘴裝置，其中，在使用時，滑動接觸面所彼此接觸之面積的最小值之最小滑動接觸面積的合計為40cm² 以上。

(4)如(1)、(2)或(3)所記載之滑動噴嘴裝置，其中，前述開閉金屬框側的滑動構件及前述滑動金屬框側的滑動構件，係分別設置成可卡合於前述滑動金屬框側的凹部及前述開閉金屬框側的凹部，藉由前述滑動金屬框的滑動，使前述開閉金屬框側的滑動構件及前述滑動金屬框側的滑動構件，在各自嵌合於前述凹部時解除面壓力，並使前述開閉金屬框側的滑動構件及前述滑動金屬框側的滑動構件，在各自之前述滑動接觸面彼此接觸時賦予面壓力。

(5)如(4)所記載之滑動噴嘴裝置，其中，前述各滑動構件，具有從前述凹部的底面朝前述滑動接觸面連接於滑動方向的傾斜面，前述的傾斜面係以相同的傾斜角度設置在相同方向，且該傾斜角度為25度以下，前述傾斜面與前述滑動接觸面連接之角部的R(Radius)為40mm以上。

(6)如(5)所記載之滑動噴嘴裝置，其中，前述各滑動構件表面的邵氏硬度(Shore hardness)Hs為60以上。

根據本發明，係將開閉金屬框的滑動接觸面在滑動方向的前後以分離一定以上的長度而設置，進一步將該前後的滑動接觸面之間作為凹部，藉此在當板件的噴嘴孔周圍朝噴嘴孔之中心軸方向熱膨脹時，可使滑動金屬框及板件朝上述凹部內撓曲。因此，即使在熱膨脹時，板件亦可以寬廣的面積互相接觸，可以使對噴嘴孔周圍所作用之壓力比以往之襯套方式更小。

且，滑動金屬框與開閉金屬框係藉由滑動接觸面彼此的面接觸而滑動，故與上述的輥方式相比，面壓力(壓力)會被分散，不會對滑動接觸面施加過度的壓力，故滑動接觸面即使於長期使用下亦難以產生歪曲。

根據以上內容，本發明可減輕因熱膨脹或裝置之歪曲等導致之板件的表面粗糙或噴嘴孔周圍的缺口等損傷。

10‧‧‧滑動噴嘴裝置

20‧‧‧固定金屬框

21、22‧‧‧銷

23‧‧‧油壓缸安裝部

30‧‧‧滑動金屬框

31‧‧‧連結部

32‧‧‧長孔

33‧‧‧滑動構件

33a‧‧‧滑動接觸面

33b‧‧‧傾斜面

33c‧‧‧基底部

34‧‧‧凹部

35‧‧‧連結部

40‧‧‧開閉金屬框

41‧‧‧門型臂

41a‧‧‧臂

42‧‧‧彈簧箱

43‧‧‧線圈彈簧

44‧‧‧彈簧按壓板

45‧‧‧連結螺栓

46‧‧‧滑動構件

46a‧‧‧滑動接觸面

46b‧‧‧傾斜面

46c‧‧‧基底部

47‧‧‧凹部

48‧‧‧面壓力導件

50‧‧‧上板件

60‧‧‧下板件

70‧‧‧油壓缸

71‧‧‧桿

72‧‧‧前端結合部

圖1為表示關於本發明之滑動噴嘴裝置之第一實施例的前視圖。

圖2為圖1的A-A剖面圖。

圖3為圖1之滑動噴嘴裝置的俯視圖。

圖4為表示將圖1之滑動噴嘴裝置的油壓缸側往上而打開開閉金屬框之狀態的立體圖。

圖5為表示圖3的B-B方向剖面，(a)表示滑動金屬框位在全開位置的情況、(b)表示滑動金屬框位在全閉位置的情況、(c)表示滑動金屬框位在板件交換位置的情況。

圖6為表示藉由FEM計算上板件之使用時之溫度分佈的例。

圖7為表示圖6之剖面A之溫度的圖表。

圖8為表示藉由FEM計算板件之變形量的例。

以下，根據圖式所示之第一實施例，來說明本發明的實施型態。

〔實施例〕

圖1為表示關於本發明之滑動噴嘴裝置之第一實施例的前視圖，圖2為圖1的A-A剖面圖，圖3為俯視圖。圖4為表示將圖1之滑動噴嘴裝置的油壓缸側往上而打開開閉金屬框之狀態的立體圖。

如圖1及圖2所示般，關於本發明之滑動噴嘴裝置10，係具備：固定金屬框20，其安裝在澆桶等之熔融金屬容器的底部；滑動金屬框30，其對固定金屬框20安裝成可滑動且可開閉；兩個的開閉金屬框40，其對固定金屬框20安裝成可開閉。且，於固定金屬框20固定有上板件50，於滑動金屬框30固定有下板件60，該等係 藉由周知的固定方法予以保持固定。且，省略安裝在上板件50上的上噴嘴及安裝在下板件60下的下部噴嘴。

固定金屬框20，雖未圖示，但係使用螺栓等來安裝在熔融金屬容器之底部的鐵皮處。且，於固定金屬框20安裝有用來使滑動金屬框30直線滑動的油壓缸70來作為驅動裝置。

如圖2所示般，滑動金屬框30，係將設在固定金屬框20的銷21貫通於設在其一端部之連結部31的長孔32，藉此來與固定金屬框20連結。藉由該連結，滑動金屬框30相對於固定金屬框20成為可開閉、且可於滑動方向滑動，而且長孔32係對於滑動方向朝垂直的方向伸長地形成，故在該長孔32的範圍內可相對於滑動方向朝垂直方向移動。

且，如圖4所示般，與滑動金屬框30的板件保持面相反側的面之長邊側的端部，突出設有滑動構件33，該滑動構件33係在滑動金屬框之滑動方向中心線(長度方向中心線)上配置成對稱並與滑動方向平行，一邊一個，共兩個。該等滑動構件33，在圖1的使用狀態下為位於下面側且在與滑動方向平行的滑動接觸面33a及傾斜面33b分別在一側具有兩個。各傾斜面33b係以相同角度設在相同方向。在此，所謂滑動接觸面，係指設在滑動金屬框30及開閉金屬框40的滑動構件33、46中，包含與滑動方向平行且於鑄造時互相接觸的面33a、46a。

又，上述之滑動構件33的滑動接觸面33a， 在圖1之使用狀態中係位於滑動金屬框之滑動方向的前後，故以下稱作前後的滑動接觸面33a。

如圖4所示般，滑動構件33，係藉由從基底部33c突出有兩個滑動接觸面33a的狀態下共有基底部33c而一體化，且前後的滑動接觸面33a之間係作為凹部34。該凹部34，係在鑄造時於滑動構件的寬度方向(與滑動方向垂直的方向)形成沒有與另一方之滑動接觸面接觸的部份而形成為貫通的空間。並且該凹部係以設在左右對稱的位置為佳。如此般藉由使滑動構件33一體化，有著提高安裝精度的好處。另一方面，亦可不一體化，而是藉由設置具有前後之滑動接觸面33a的兩個滑動構件來形成凹部。

參照圖1~圖3，開閉金屬框40係相對於滑動金屬框30之滑動方向中心線對稱地設有兩個，且分別安裝於固定金屬框20。開閉金屬框40，具備：門型臂41、彈簧箱42、面壓力導件48、及滑動構件46。具體而言，使門型臂41的基端部相對於設在固定金屬框20的銷22安裝成可旋動，並在門型臂41的臂41a之間配置彈簧箱42，於該彈簧箱42一體地設置有面壓力導件48。

於彈簧箱42的內部，配置有：沿著滑動金屬框30的滑動方向並排之合計四個的線圈彈簧43；及接觸於該等線圈彈簧43的下端並可在彈簧箱42內朝線圈彈簧之伸縮方向移動的彈簧按壓板44。彈簧按壓板44具有兩根連結螺栓45，該兩根連結螺栓45係分別貫穿兩側的兩 條線圈彈簧43及彈簧箱42的孔，並固定在門型臂41的基端部。且，於門型臂41的臂41a設有未圖示之切口，且設在彈簧箱42之側面的突起在連結螺栓45的長度軸方向可移動地貫入該切口。因此，彈簧箱42係成為可在連結螺栓45的長度軸方向移動。然後彈簧箱42與門型臂41一同對固定金屬框20成為可旋動。

面壓力導件48係與彈簧箱42一體地設置，故同樣地可在連結螺栓45的長度軸方向移動。具體來說面壓力導件48，係從彈簧箱42朝噴嘴孔方向突出設置，並朝著滑動金屬框30的滑動方向延伸。然後，於該面壓力導件48之滑動金屬框30側突出設有滑動構件46。該滑動構件46，係與上述之滑動金屬框30的滑動構件33同樣地，在滑動金屬框之滑動方向中心線(長度方向中心線)上突出設置成對稱並與滑動方向平行，在一邊設置前後一個，共兩個。該等滑動構件46，在圖1之使用狀態下，具有：位於上面側並與滑動方向平行的滑動接觸面46a及傾斜面46b。各傾斜面46b係以相同角度設在相同方向。且，滑動構件46係與滑動金屬框30的滑動構件33同樣地，在從基底部46c突出有兩個滑動接觸面46a的狀態下共有基底部46c而一體化，且前後的滑動接觸面46a之間係作為凹部47。

參照圖3，油壓缸70之桿71的前端結合部72，係可裝卸地安裝於滑動金屬框30的連結部35。油壓缸70的本體，係可裝卸地安裝在固定金屬框20的油壓缸 安裝部23，可在板件的使用時與交換時使用不同行程。在第一實施例中，藉由使用行程不同的兩個油壓缸，來變更滑動金屬框30的可動範圍，成為可施加及解除面壓力。又，亦可變更取代如上述般之油壓缸，採用變更為一個油壓缸行程之周知的方法。

接著，藉由圖5來說明上述之滑動金屬框30側之滑動構件33及開閉金屬框40之面壓力導件48側的滑動構件46、以及上板件50及下板件60之間的位置關係。圖5為表示圖3之B-B方向剖面，(a)表示滑動金屬框30位在全開位置的情況、(b)表示滑動金屬框30位在全閉位置的情況、(c)表示滑動金屬框30位在板件交換位置的情況。此處，所謂全開位置係指上板件50及下板件60的噴嘴孔彼此在一致的位置；所謂全閉位置係指在使用時之滑動金屬框30的可動範圍中，上板件50及下板件60的噴嘴孔彼此之距離成為最大的位置；所謂板件交換位置係指滑動金屬框30側之滑動構件33及面壓力導件48側的滑動構件46可分別嵌合於凹部47及凹部34的位置。且，使用時的行程，係指使用時之滑動金屬框30的可動範圍，為全閉位置時之上板件50及下板件60的噴嘴孔中心之間的距離。此外，為了到達板件交換位置，必須交換成比使用時之行程更大的驅動裝置(油壓缸)。

於圖5(a)中，面壓力導件48側之前後的滑動接觸面46a，係以通過上板件50之噴嘴孔的中心軸且 垂直於滑動方向的面S1作為中心，並分離設在跨越朝油壓缸70方向的L1=70mm、及與油壓缸70反方向的L2=110mm之長度部份之合計180mm的位置，並使其間成為凹部47(噴嘴孔徑為50mm)。此凹部47在使用時成為非滑動接觸面，亦包含傾斜面46b部份。

於圖5(b)中，滑動金屬框30側之前後的滑動接觸面33a，係以通過下板件60之最重要面的中心軸且垂直於滑動方向的面S2作為中心，並分離設在跨越朝油壓缸70方向的L3=60mm、及與油壓缸70反方向的L4=110mm之長度部份之合計170mm的位置，並使其間成為凹部34。此凹部34在使用時亦成為非滑動接觸面，亦包含傾斜面33b部份。

又，於圖5中，滑動接觸面33a、46a的寬度為40mm，後述之最小滑動接觸面積的合計為80cm² ，施加於滑動接觸面33a、46a的壓力為6N/mm² ，滑動金屬框30的厚度為30mm，使用時的行程為120mm，交換時的行程為220mm。所使用之上下板件50、60，分別為全長300mm、寬150mm、厚35mm、噴嘴孔直徑50mm。

此處所謂上下板件的最重要面，係指圖5(b)中以箭頭C標示的範圍，亦即在滑動方向之長度為：從板件之全閉位置之一方的板件噴嘴孔端到另一方噴嘴孔端為止的最短距離，寬度為：噴嘴孔徑之1.2倍左右之範圍的各自板件的表面區域。也就是說，最重要面的長度係指最重要面之滑動方向的長度，例如圖5之最重要面 的長度為70mm。該最重要面的長度，係成為從使用時之行程120mm減去噴嘴孔之直徑50mm的值。最重要面的寬度，通常係在與連接上下板件之噴嘴孔中心彼此的直線成為對稱。

接著，針對本發明之滑動裝置的動作進行說明。

首先，在板件交換時，將圖3中之油壓缸70的桿前端結合部72從滑動金屬框30的連結部35卸除，並將油壓缸70從油壓缸安裝部23卸除，交換成行程更大的油壓缸。

然後使滑動金屬框30從圖5(b)之全閉位置朝左側滑動，移動至圖5(c)之板件交換位置為止。如此一來，面壓力導件48側的滑動構件46會朝固定金屬框20側移動，且圖2所示之彈簧箱42會朝固定金屬框20側移動使線圈彈簧43的撓曲消失而解除面壓力。又，滑動構件33、46的傾斜面33b、46b，係如上述般設置成在解除或施加面壓力時，彼此之滑動構件33、46會平滑地滑動。

在解除面壓力的狀態下，係如圖4所示般，可打開兩個開閉金屬框40，進一步打開滑動金屬框30，而可交換上下板件。

於交換板件之後，關閉滑動金屬框30與開閉金屬框40，使滑動金屬框30從圖5(c)的板件交換位置滑動至圖5(b)的全閉位置為止。其結果，使滑動金屬 框30側的滑動構件33與面壓力導件48側的滑動構件46之滑動接觸面33a、46a彼此接觸，使圖2所示之彈簧箱42朝向與固定金屬框20相反側移動，使線圈彈簧43撓曲而施加面壓力。在施加有面壓力的狀態下，交換為行程較小的油壓缸。藉此，面壓力不會在使用時被解除而可安全地使用。

此處，欲從圖5(c)之狀態使滑動金屬框30朝右側滑動來施加面壓力時，由於各滑動構件33、46係具有從凹部之底面朝滑動接觸面33a、46a連續的傾斜面33b、46b，故最初是傾斜面33b、46b彼此接觸。此時，為了在該面壓力施加時使摩擦抵抗變小而讓滑動構件33、46可平順地滑動，係將傾斜面33b、46b的傾斜角度及方向全部設為相同，進一步亦可使該傾斜角度θ(參照圖5(c))設為25度以下，較佳為20度以下。為了使滑動時的抵抗變小而使滑動構件33、46的表面損傷更少，且讓裝置更為緊密的情況，傾斜角度θ係設為10度以上，較佳為14度以上。

且，同樣地為了減少在施加面壓力時的摩擦抵抗，將傾斜面33b、46b與滑動接觸面33a、46a連接的角部C(參照圖5(c))設為R，該角部C的R可為40mm以上，較佳為50mm以上。且，使角部C的R變大可減少摩擦抵抗而成為平順的滑動，但R過大時，增大的部份會使滑動構件33、46的滑動接觸面33a、46a變短，為了設置既定長度的滑動接觸面33a、46a時，就必須使 滑動構件33、46變長而導致裝置變大。欲使裝置成為緊密的情況時，R以180mm以下，較佳為150mm以下。

且，為了減輕滑動時在滑動構件33、46表面產生的損傷，滑動構件33、46表面的邵氏硬度Hs以60以上為佳，較佳為70以上。

接著，針對使用時之板件的噴嘴孔與凹部47、及最重要面與凹部34之間的位置關係進行說明。

在圖5(a)中，以全開位置排出鋼水。在實際的鑄造中，係使下板件60稍微往油壓缸70側移動來變化噴嘴孔的開度，藉此來控制鋼水流量。此時，箭頭Z1所標示之範圍，係由於凹部47的存在而使滑動構件46不會以滑動接觸面46a接觸的部份，噴嘴孔係位於該部份的上方。在此狀態下，當噴嘴孔周圍朝噴嘴孔之中心軸方向膨脹時，相較於使用以往不具有凹部之滑動構件的情況，滑動金屬框30可朝箭頭X1方向撓曲，故板件亦可因應滑動金屬框30的撓曲，使板件彼此以更寬廣的面來互相接觸。因此，可以減輕為了調整噴嘴孔的開度而頻繁地滑動所導致之板件的噴嘴孔周圍缺口或最重要面的損傷。

結束鑄造時，滑動金屬框30係從圖5(a)或接近於此的狀態，滑動至圖5(b)的全閉位置。此時，滑動接觸之上板件50及下板件60的最重要面C，係位在箭頭Z2所示之範圍，亦即由於凹部34的存在而使滑動構件33不會接觸滑動接觸面33a之部份的上方。因此，上板件50及下板件60雙方之溫度較高的區域亦即最重要 面，即使朝噴嘴孔的中心軸方向膨脹，相較於使用以往不形成有凹部之滑動構件的情況，滑動金屬框30可朝箭頭X2方向撓曲，故板件亦可因應滑動金屬框30的撓曲，使板件彼此以更寬廣的面來互相接觸。其結果，可以減輕主要為伴隨著滑動而導致之上板件及下板件之最重要面的面粗糙。

圖6及圖7表示藉由FEM計算上板件在使用時之溫度分佈的例。圖6為以3D表示板件之溫度分佈的圖。圖7為表示圖6之剖面A之溫度的圖表。計算條件如下：鋁碳材質板件，其長度為330mm、寬度為180mm、厚度為30mm、噴嘴孔直徑為60mm、鋼水溫度為1550℃。且，在相同條件且壓力為5t的情況下，使用如專利文獻2般使滑動金屬框側的襯套與開閉金屬框側的襯套遍及滑動金屬框之滑動範圍的全長來滑動接觸的滑動噴嘴裝置，並將此情況的板件變形量的FEM計算結果圖示於圖8。該圖8係表示：在垂直於板件長度方向中心軸的剖面中，上板件與下板件在全開位置的狀態下以高壓化接觸時的尺寸變化。橫軸係將板件之噴嘴孔中心軸作為0來表示距離，縱軸係將板件彼此的接觸面作為0來表示板件的變形量。

由圖7中可得知，從噴嘴孔的邊緣到30mm附近(距離噴嘴孔的中心60mm)為止的溫度較高約為1000℃以上，超過離噴嘴孔邊緣30mm的話溫度會穩定地降低。且，由圖8中可得知，噴嘴孔周圍的寬31mm的範 圍係成為高溫而膨脹較大，故上板件與下板件為密著，但距離噴嘴孔比這更遠時由於膨脹較小，故開有間隙。

另一方面，板件係因使用條件而成為不同大小，但幾乎都是在全長200~450mm、寬150~250mm、噴嘴孔徑40~90mm、及厚度為25~35mm之範圍者，鋼水的溫度係在1550℃上下。此時板件的溫度分佈被認為是最容易受到噴嘴孔之面積的影響。亦即噴嘴孔之面積越大，受熱量越大，且到更遠位置的溫度也較高，該溫度被認為係與噴嘴孔徑成比例。因此，以噴嘴孔徑為標準來規定設在面壓力導件之凹部的位置。

亦即，面壓力導件48之前後的滑動接觸面46a，係以通過上板件50之噴嘴孔的中心軸且垂直於滑動方向的面作為中心，於滑動方向的前後分別分離噴嘴孔徑以上的長度而設置，並使該前後的滑動接觸面46a之間作為凹部47為重點。當分離的長度分別比噴嘴孔徑更小的情況，滑動金屬框30無法充分撓曲，且上板件之噴嘴孔周圍或最重要面的損傷抑制效果將不充分。

例如，在前述圖8的情況，為了至少緩和上板件之噴嘴周圍的膨脹，面壓力導件側之滑動構件的凹部係以噴嘴孔為中心，在滑動方向前後分別以60mm以上，合計120mm以上來設置，可幾乎確保開閉金屬框的撓曲部份。

且，滑動金屬框30側之凹部34的位置，關係到最重要面的損傷抑制效果。最重要面的損傷，亦在從 全開或近似的狀態滑動到全閉位置為止時所產生。在滑動到該全閉位置時，上板件的最重要面會滑動接觸到下板件的噴嘴孔周圍，且下板件的最重要面會滑動接觸到上板件的噴嘴孔周圍。由於此時噴嘴孔的周圍為膨脹，特別是與彼此之最重要面接觸的部份係朝噴嘴之軸方向因熱膨脹而變大。於是，藉由在相對於下板件之最重要面的位置不變化的滑動金屬框30側之滑動構件33處設置凹部34，可使滑動金屬框撓曲，緩和該熱膨脹所致之影響。

因此，有必要抑制最重要面的損傷時，滑動金屬框30之前後的滑動接觸面33a，係可以將通過前述下板件之最重要面的中心且垂直於前述滑動方向的面作為中心，且分離最重要面之長度以上的長度而設置，並使該前後的滑動接觸面33a之間作為凹部34。

滑動構件33的滑動接觸面33a，在欲藉由對板件的全面施加均等的面壓力而減輕板件的面粗糙的情況時，可將最小滑動接觸面積確保為合計40cm² 以上。

該最小滑動接觸面積，係指在使用時，彼此的滑動接觸面33a、46a所接觸之面積的最小值。例如在第一實施例，於圖5(a)的全開位置中，彼此的滑動接觸面33a、46a所接觸的面積成為最小，此時一處之接觸部份的面積為20cm² ，四處合計為80cm² 。

施加於滑動接觸面的壓力，可因應板件的損傷狀態或滑動接觸面的狀態而適宜選擇，但欲進一步使滑動構件33、46的滑動更平順且減少板件的損傷時，可將 使用時對滑動接觸面33a、46a所施加的壓力設定成10N/mm² (約100kgf/cm² )以下。

為了增大滑動接觸面，或是減少施加於滑動接觸面的壓力，滑動接觸面的寬度相較於以往之滑動噴嘴裝置的滑動接觸面可以更寬，具體來說，在25mm以上60mm以下的範圍中選擇最適當的值即可。

且，為了讓滑動金屬框撓曲來吸收板件的熱應力，雖然以往一般之滑動噴嘴裝置的滑動金屬框的厚度已足夠，但具體來說滑動金屬框的厚度以20mm以上40mm以下的範圍為佳。

如上述之第一實施例，對形成於滑動接觸面之間的凹部，藉由與對方的滑動構件嵌合的關係，可得到減輕板件損傷的效果、及自動地施加及解除面壓力的兩個效果。

接著，在第一實施例的滑動噴嘴裝置中，將改變滑動構件之傾斜面的傾斜角度θ與角部R來進行滑動測試的結果，示於表1及表2。進一步，將改變滑動構件的表面硬度來進行滑動測試的結果，示於表3。又，關於滑動構件的表面硬度，係準備了藉由變更碳鋼製之滑動構件的熱處理條件而使邵氏硬度Hs相異者。邵氏硬度Hs係根據JIS Z 2246所規定的試驗方法來測定。表1及表2之滑動構件的邵氏硬度為80。

滑動測試，係將滑動構件表面以燃燒器加熱，在達到300℃時於表面塗布潤滑劑，並使滑動金屬框 來回10次以進行面壓力的施加及解除之後，評估滑動構件的表面損傷程度。且，在滑動測試中亦評估由滑動構件所產生之異音的程度。上述之表面損傷及異音係以「無」、「小」、「中」、「大」的四個階段來評估。又，滑動構件的溫度係以表面溫度計來測定。總面壓力在面壓力完全施加的狀態下為6kN。

在表1中，實施例2~實施例5在滑動測試中從滑動構件產生的異音為「無」到「中」，測試後之滑動構件的表面損傷為「無」或「小」，為良好者。滑動構件之傾斜面的傾斜角度θ較大的實施例6，其滑動構件表面產生了「中」程度的損傷，測試中亦產生「中」程度的異音。

在表2中，實施例8~實施例12在滑動測試中從滑動構件產生的異音為「無」到「中」，測試後之滑動構件的表面損傷為「無」或「小」，為良好者。滑動構件之角部R較小的實施例7，其滑動構件表面產生了「中」程度的損傷，測試中亦產生「中」程度的異音。

在表3中，實施例13~實施例16在滑動測試時從滑動構件產生的異音為「無」或「小」，測試後之滑動構件的表面損傷亦為「無」或「小」，為良好者。滑動構件之邵氏硬度Hs為50的實施例17，其滑動構件表面雖產生了中程度的異音，但測試後的表面損傷程度為「小」。

接著，將使用本發明之實施例4的滑動噴嘴裝置實際用在180t鋼水之澆桶的結果示於表1。作為比較例，使用專利文獻2之類型的滑動噴嘴裝置，該滑動噴嘴裝置係分別在滑動金屬框及開閉金屬框使用朝滑動方向延伸之兩根金屬製的襯套。所使用的板件係鋁碳系材質，長300mm、寬150mm、噴嘴孔徑60mm。測試係每使用一次 便觀察板件的表面狀態來進行是否可使用的判斷。於表4表示各自十組之板件的平均使用次數。由表4可得知，相較於比較例，本發明的滑動噴嘴裝置所使用的板件，其最重要面的面粗糙及噴嘴孔周圍的損傷較少，耐用性優異。

又，本發明並不限定於上述實施例，只要為滑動金屬框與開閉金屬框以滑動接觸面彼此滑動接觸之方式的滑動噴嘴裝置即可適用。且，關於面壓力之施加及解除的方式，亦可適用不自動施加面壓力的方式，例如鎖螺栓方式等。

30‧‧‧滑動金屬框

33‧‧‧滑動構件

33a‧‧‧滑動接觸面

33b‧‧‧傾斜面

33c‧‧‧基底部

34‧‧‧凹部

40‧‧‧開閉金屬框

46‧‧‧滑動構件

46a‧‧‧滑動接觸面

46b‧‧‧傾斜面

46c‧‧‧基底部

47‧‧‧凹部

60‧‧‧下板件

Claims (6)

1. 一種滑動噴嘴裝置，係具備：固定金屬框，其保持具有噴嘴孔的上板件；滑動金屬框，其保持具有與前述噴嘴孔同直徑之噴嘴孔的下板件，且為了使該下板件對前述上板件滑動而直線地滑動；彈性體，其用以對前述上板件及前述下板件之間賦予面壓力；開閉金屬框，其安裝於前述固定金屬框，且可滑動地保持前述滑動金屬框；及滑動金屬框的驅動裝置，前述滑動金屬框及前述開閉金屬框係各自具有滑動構件，且該滑動構件在前述滑動金屬框的滑動方向中心線上配置成對稱，並與滑動方向平行，前述各自之滑動構件的滑動接觸面彼此滑動接觸，前述開閉金屬框之滑動構件的滑動接觸面，係以通過前述上板件之噴嘴孔的中心軸且垂直於前述滑動方向的面作為中心，於前述滑動方向的前後分別分離噴嘴孔徑以上的長度而設置，並使該前後的滑動接觸面之間作為凹部。
2. 如請求項1所述之滑動噴嘴裝置，其中，前述滑動金屬框之滑動構件的滑動接觸面，係以通過前述下板件之最重要面的中心且垂直於前述滑動方向的面作為中心，且分離最重要面之長度以上的長度而設置，並使該前後的滑動接觸面之間作為凹部。
3. 如請求項1或2所述之滑動噴嘴裝置，其中，在使用時，滑動接觸面所彼此接觸之面積的最小值之最小滑動接觸面積的合計為40cm² 以上。
4. 如請求項1或2所述之滑動噴嘴裝置，其中，前 述開閉金屬框側的滑動構件及前述滑動金屬框側的滑動構件，係分別設置成可卡合於前述滑動金屬框側的凹部及前述開閉金屬框側的凹部，藉由前述滑動金屬框的滑動，使前述開閉金屬框側的滑動構件及前述滑動金屬框側的滑動構件，在各自嵌合於前述凹部時解除面壓力，並使前述開閉金屬框側的滑動構件及前述滑動金屬框側的滑動構件，在各自之前述滑動接觸面彼此接觸時賦予面壓力。
5. 如請求項4所述之滑動噴嘴裝置，其中，前述各滑動構件，具有從前述凹部的底面朝前述滑動接觸面連接於滑動方向的傾斜面，前述的傾斜面係以相同的傾斜角度設置在相同方向，且該傾斜角度為25度以下，前述傾斜面與前述滑動接觸面連接之角部的R(Radius)為40mm以上。
6. 如請求項5所述之滑動噴嘴裝置，其中，前述各滑動構件表面的邵氏硬度(Shore hardness)Hs為60以上。